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技術 大梁と小梁の接合構造、接続金物および接合構造の施工方法

出願人 清水建設株式会社
発明者 田原靖彦塩川英世斉藤豊田中秀光大山俊雄菊地孝真山本力高木史人
出願日 1995年12月28日 (24年1ヶ月経過) 出願番号 1995-344245
公開日 1997年7月15日 (22年7ヶ月経過) 公開番号 1997-184200
状態 拒絶査定
技術分野 簡易組立建築物 建築構造一般 建築構造の接合一般
主要キーワード 再生部材 維持保全 上向き荷重 スパン変化 主要構造部材 下向き荷重 切断解体 接続金物
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1997年7月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

大梁小梁リサイクルに適した接合構造および接続金物の提供。

解決手段

水平に架設された大梁6に、両端に小梁受用の凹部74を有した鞍形の接続金物7を跨がり状態で載せ、その鞍形の接続金物7の小梁受用の凹部74に小梁8の端部を落とし込み、且つその凹部74内に充填材としてコンクリート充填することにより、小梁8が大梁6に接合した。

概要

背景

近年、地球環境保全立場から、工業製品リサイクルに対する社会的関心が高まっており、建物構造体のリサイクルについても、その要請が高まってきている。

建物のリサイクルを考えた場合、その形態としては「再部材化」、「再資源化」、「転用」といった形態がとられる。「再部材化」とは、部材の形を保持して元の部材と同じ使途に再利用することを意味する。「再資源化」とは、一度素材原材料)に戻して再利用することを意味する。「転用」とは、元の部材とは全く異なった使途に再利用することを意味する。「再資源化」の代表例には、鉄やアルミニウムの電炉による再生がある。また、「転用」の代表例には、コンクリートガラ道路舗装や埋め立てへの利用等がある。

従来、建物の構造体のリサイクルとしては、次のような実績がある。例えば、鉄筋コンクリート構造について言えば、躯体解体後のコンクリートを、コンクリートガラとして埋め立てや道路舗装等に用いている(転用)。また、鉄骨造について言えば、解体後の鉄骨スクラップとして電炉に戻すことで、鋼材として再生している。

概要

大梁小梁のリサイクルに適した接合構造および接続金物の提供。

水平に架設された大梁6に、両端に小梁受用の凹部74を有した鞍形の接続金物7を跨がり状態で載せ、その鞍形の接続金物7の小梁受用の凹部74に小梁8の端部を落とし込み、且つその凹部74内に充填材としてコンクリートを充填することにより、小梁8が大梁6に接合した。

目的

本発明は、特に建物の構造体の主要構成部材である梁の再部材化を図るのに好適な大梁と小梁の接合構造、それに用いる接続金物、および節像構造施工方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

水平に架設された大梁に、両端に小梁受用の凹部を有した鞍形接続金物が跨がり状態で載せられ、その鞍形の接続金物の小梁受用の凹部に小梁の端部が収容され、且つその凹部内に充填材充填されることで小梁が大梁に接合されていることを特徴とする大梁と小梁の接合構造

請求項2

大梁に跨がり状態で載せられる鞍形の接続金物であって、大梁の上面に載る上板と、上板を大梁に載せた状態で大梁の両側部に位置する小梁受用の凹部とを有し、これら各凹部が、それぞれ前記上板の下面より垂下された一対の垂直板と、垂直板の下端部間に接合された受板とによって構成されていることを特徴とする大梁と小梁の接合に用いる接続金物。

請求項3

水平に架設された大梁に、両端に小梁受用の凹部を有した鞍形の接続金物を跨がり状態で載せ、その鞍形の接続金物の小梁受用の凹部に小梁の端部を落とし込み、その凹部内に充填材を充填することにより、小梁を大梁に接合することを特徴とする大梁と小梁の接合構造の施工方法

技術分野

0001

本発明は、リサイクルビル架構に好適な大梁小梁接合構造、それに用いる接続金物、および接合構造の施工方法に関する。

背景技術

0002

近年、地球環境保全立場から、工業製品のリサイクルに対する社会的関心が高まっており、建物構造体のリサイクルについても、その要請が高まってきている。

0003

建物のリサイクルを考えた場合、その形態としては「再部材化」、「再資源化」、「転用」といった形態がとられる。「再部材化」とは、部材の形を保持して元の部材と同じ使途に再利用することを意味する。「再資源化」とは、一度素材原材料)に戻して再利用することを意味する。「転用」とは、元の部材とは全く異なった使途に再利用することを意味する。「再資源化」の代表例には、鉄やアルミニウムの電炉による再生がある。また、「転用」の代表例には、コンクリートガラ道路舗装や埋め立てへの利用等がある。

0004

従来、建物の構造体のリサイクルとしては、次のような実績がある。例えば、鉄筋コンクリート構造について言えば、躯体解体後のコンクリートを、コンクリートガラとして埋め立てや道路舗装等に用いている(転用)。また、鉄骨造について言えば、解体後の鉄骨スクラップとして電炉に戻すことで、鋼材として再生している。

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、従来のリサイクルは、コンクリートガラとしての転用やスクラップとしての再資源化に止まり、再部材化への対応が十分考慮されていなかった。

0006

本発明は、特に建物の構造体の主要構成部材である梁の再部材化を図るのに好適な大梁と小梁の接合構造、それに用いる接続金物、および節像構造の施工方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

大梁と小梁の再部材化を図るために重要な点は、第1に、解体した大梁や小梁の品質及び耐久性保証することである。言い換えると、大梁と小梁の無損傷解体を可能にすることである。第2に、再利用時の柱スパンの変更に対応できるようにすることである。本発明は、このような点を考慮し次の構成を採用した。

0008

請求項1の発明は、水平に架設された大梁に、両端に小梁受用の凹部を有した鞍形の接続金物が跨がり状態で載せられ、その鞍形の接続金物の小梁受用の凹部に小梁の端部が収容され、且つその凹部内に充填材充填されることで小梁が大梁に接合されていることを特徴とする。

0009

この構造では、大梁と小梁の接合は、鞍形の接続金物と充填材によって行われている。従って、鞍形の接続金物を切断し、内部の充填材を破砕することで、大梁と小梁を殆ど無損傷で分離することができる。また、小梁の端部を、大梁に設けた鞍形の接続金物の小梁受用の凹部に収容し、凹部内に充填材を充填することで小梁を大梁に固定している。従って、凹部内での小梁の位置を調整することにより、柱スパンの変更に対応できる。

0010

また、大梁と小梁の接合に用いられる請求項2の発明の接続金物は、大梁に跨がり状態で載せられる鞍形のものであって、大梁の上面に載る上板と、上板を大梁に載せた状態で大梁の両側部に位置する小梁受用の凹部とを有し、これら各凹部が、それぞれ前記上板の下面より垂下された一対の垂直板と、垂直板の下端部間に接合された受板とによって構成されていることを特徴とする。

0011

請求項3の発明の施工方法は、水平に架設された大梁に、両端に小梁受用の凹部を有した鞍形の接続金物を跨がり状態で載せ、その鞍形の接続金物の小梁受用の凹部に小梁の端部を落とし込み、その凹部内に充填材を充填することにより、小梁を大梁に接合することを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。まず、ここで用いる大梁及び小梁は、コンクリート充填H形鋼梁である。図1に示すように、大梁6は、H形鋼61の凹所にコンクリート62を充填したもので、上下フランジ61a、61bとウェブ61cとで3方を囲まれる側面凹所にコンクリート62が充填されている。コンクリート62は図示略の端部には充填されていない。

0013

また、小梁8も、H形鋼81の凹所にコンクリート82を充填したもので、上下フランジ81a、81bとウェブ81cとで3方を囲まれる側面凹所にコンクリート82が充填されている。コンクリート82は端部には充填されていない。なお、大梁6および小梁8のコンクリート62、82の内部には、火災時に備えた用心鉄筋63、83が埋設されている。

0014

このように、H形鋼61、81の側面凹所にコンクリート62、82を充填したことにより、耐火性を高めて耐火被覆を省略することができる。

0015

水平に架設された大梁6に対して小梁8を接合するには、図1に示すように、まず、大梁6に鞍形の接続金物7を取付ける。大梁6を架設する前に、大梁6に予め取付けておいてもよい。鞍形の接続金物7は、大梁6を跨ぐ形で載置されるもので、大梁6の上フランジ61aの上面に載る上板71を有している。上板71は、大梁6の上面幅と等しい小幅部71aと、その両端の大幅部71b、71bとを有する平面視H形状のものである。一対の大幅部71b、71bは、幅方向両端が大梁6から外に突出しており、大梁6から突出した部分の下面中央に垂直板72が垂下され、大梁6の両側において、それぞれ一対の垂直板72が対向している。

0016

また、大梁6の両側の垂直板72は、大梁6を挟んで対称位置にある。大梁6の各側の垂直板72、72の下端間には、水平な受板73が渡されており、一対の垂直板72、72と、垂直板72、72の下端に接合された受板73とで、小梁8を受けるための凹部74が形成されている。この凹部74の上方は、H形の上板71の小幅部71aに対応しているため、開放している。

0017

また、受板73の両端は、垂直板72の位置よりも食み出しており、その食み出した部分がフランジ76とされ、フランジ76にはボルト通し孔76cが開けられている。これらフランジ76には、大梁6の下側から小梁浮き上がり防止用底板79のフランジ79bが合わせられるようになっている。底板79は、一対のフランジ79b、79b間に、大梁6の下部に嵌まるコ字形部79aを有しており、重ねたフランジ76、79bのボルト通し孔76c、79cに、ボルトを通して締め付けることにより、大梁6を、上下から接続金物7と底板79とで挟み込むようになっている。

0018

そして、この鞍形の接続金物7の凹部74に、コンクリート82の充填されていない小梁8の端部を落とし込み、必要に応じて側方の開口を塞いだ状態で、接続金物7の凹部74内に、充填材としてコンクリート101を充填することにより、図2図3図5に示すように、小梁8を鞍形の接続金物7を介して大梁6に接合させる。なお、図2図3は大梁6の両側に小梁8を接合する場合を示すが、図4に示すように片側のみに小梁8を接合してもよい。その場合は、反対側の凹部74にもコンクリート101を充填するのがよい。

0019

この大梁6と小梁8の接合構造では、小梁8に加わる荷重により、図6図7中矢印で示すように応力伝達が行われる。図6下向き荷重の場合の応力図7ガス爆発時等の上向き荷重の場合の応力を示す。上向き荷重がかかる場合、底板79を設けたことにより、力は有効に大梁6に伝わることになる。いずれの場合も、受板73や上板71、および小梁8を構成するH形鋼のフランジが有効な応力伝達機能を果たす。

0020

このような鞍形の接続金物7を用いて小梁8を大梁6に接合した場合、凹部74内にて小梁8を位置調整できるから、寸法誤差の調整が容易で、施工が早くできる。また、溶接やボルト締めが不要であり、且つ小梁8を鞍形の接続金物7の凹部74に落とし込むだけで建て方が終了するので、熟練を要する鍛冶工がいらなくなり、現場作業の省力化になる。また、コンクリートを充填したH形鋼よりなる小梁8を用いたので、大梁6との接合部を含めて耐火被覆が不要となり、耐火被覆工事がいらなくなる分、労務の省力化や工期短縮ができる。

0021

また、同じ理由で解体が容易になる。解体時には、小梁浮上がり防止用の底板79を取り外すと共に、鞍形の接続金物7を切断して、小梁8を大梁6から分離して、小梁8をクレーンで吊り降ろし、破断した接続金物7の一部を地上で小梁6から分離する。従って、小梁8と大梁6の双方をほぼ無損傷で再部材化することができる。そして、小梁8と大梁6の再利用が可能となるので、建設廃棄物が少なくなるとともに、地球環境維持保全に役立つ。さらに、耐火被覆がなくなるので、解体時に耐火被覆に伴う工事や産業廃棄物がなくなる。なお、鞍形の接続金物7は切断解体後に「再資源化」される。また、コンクリート101等の破砕解体物はコンクリートガラとして埋め立て用等に転用される。

0022

また、この実施形態の接合構造では、大梁6と小梁8の接合部に、コンクリート101の充填で接合力を得る形式の鞍形の接続金物7を用いたので、鞍形の接続金物7の凹部74内に確保できる間隙により、柱スパンの変化に対応して梁長さを調整することができる。例えば、リサイクル効率構造強度等を案しても、梁寸法の10%程度の現場打ちコンクリート充填部分をとることができるので、これによって10%程度のスパン変化を吸収することが可能となる。

0023

なお、大梁6および小梁8として、通常のPC梁を用いてもよい。

発明の効果

0024

以上説明したように、請求項1の発明によれば、ビル架構の主要構造部材である大梁と小梁のリサイクル利用が可能であり、しかも、地球資源を最も節減し且つエネルギー消費の最も少ない「再部材化」の形で再利用することができる。また、柱スパンの違いに対応するための調整機能を備えていることから、元の建物とは異なった階高や柱スパンをもつ建物にも再生部材を使用することができる。

図面の簡単な説明

0025

図1本発明の実施形態の施工方法の工程の内容を示す斜視図である。
図2本発明の大梁と小梁の接合構造の実施形態の平面図である。
図3図2のD−D矢視断面図である。
図4図3の片側に小梁がない場合の断面図である。
図5図2のE−E矢視断面図である。
図6図1に示す大梁と小梁の接合部分に下向き荷重が作用した際の応力の伝達の仕方を示す図5相当の断面図である。
図7図1に示す大梁と小梁の接合部分に上向き荷重が作用した際の応力の伝達の仕方を示す図5相当の断面図である。

--

0026

6大梁
8小梁
7鞍形の接続金物
74 凹部
101コンクリート(充填材)

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